Ecco una ripartizione del perché i sistemi biologici potrebbero apparire meno efficienti:
1. Multifunzionalità: I sistemi biologici sono incredibilmente complessi e multifunzionali. Le cellule e gli organismi devono eseguire contemporaneamente una vasta gamma di compiti:crescita, riparazione, movimento, riproduzione, ecc. Ciò significa che l'energia viene spesso utilizzata per molteplici scopi, rendendo difficile isolare e quantificare l'efficienza per qualsiasi singola funzione.
2. Omeostasi e ridondanza: I sistemi biologici danno la priorità alla stabilità e alla resilienza. Hanno meccanismi regolamentari complessi per mantenere l'omeostasi (un ambiente interno costante). Ciò può portare alla "perdita" di energia in quanto viene utilizzato per mantenere l'equilibrio, ma è essenziale per la sopravvivenza e la corretta funzione. Inoltre, c'è spesso ridondanza nei sistemi biologici, con percorsi multipli o meccanismi per eseguire lo stesso processo. Ciò garantisce robustezza ma può apparire inefficiente da una prospettiva puramente focalizzata sull'energia.
3. Entropia e la seconda legge della termodinamica: Tutti i sistemi biologici sono soggetti alla seconda legge della termodinamica, che afferma che l'entropia (disturbo) aumenta sempre in un sistema isolato. Ciò significa che un po 'di energia andrà inevitabilmente persa come calore durante qualsiasi processo biologico. Mentre i sistemi biologici hanno evoluto meccanismi per ridurre al minimo questa perdita, è una limitazione fondamentale che influenza l'efficienza.
4. Compresi evolutivi: La selezione naturale favorisce gli organismi più adatti al loro ambiente. Ciò significa che l'efficienza energetica, sebbene importante, potrebbe essere negoziata da altri tratti come velocità, forza o successo riproduttivo. Ad esempio, un ghepardo deve essere veloce, ma ciò comporta il costo della spesa energetica.
5. Confronto di mele e arance: Confrontare l'efficienza dei sistemi biologici con quello delle macchine artificiali è spesso un confronto mele-orangia. Le macchine sono progettate per un singolo compito specifico con vincoli minimi, mentre i sistemi biologici devono adattarsi a una vasta gamma di condizioni ed eseguire molte funzioni contemporaneamente.
in conclusione: I sistemi biologici sono efficienti nel contesto delle loro pressioni evolutive e dei complessi processi biologici che eseguono. Sebbene potrebbero non essere efficienti come le macchine artificiali nell'esecuzione di un'unica attività, sono altamente ottimizzate per la sopravvivenza, l'adattamento e il mantenimento di un equilibrio interno complesso e delicato.
